旋转设备的无线温度测量系统及测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业自动化技术领域，具体涉及一种旋转设备的无线温度测量系统及测量方法。
【背景技术】
[0002]工业生产以及测试等设备中，常常会用到一些旋转设备，如试验转台等，这些旋转设备一般采用电机作为驱动装置。如图1所示，旋转设备主要由固定机构，电机定子、动子及其输出轴，活动机构组成，电机定子与固定机构固定相连，电机动子与活动机构之间通过电机输出轴相连，电机定子和动子之间采用轴承相连，旋转设备上电后，旋转设备中的活动机构开始旋转。
[0003]目前，为了测量旋转设备中的活动机构的温度信息，温度传感器安装于活动机构上，温度测量电路安装于固定机构上，温度传感器采集的温度信息需要传输给温度测量电路，从而实现活动机构的温度测量。如果旋转设备需要实现360度旋转，显然温度传感器与温度测量电路之间是很难采用线缆进行连接。目前工业上一般采用在电机输出轴和固定机构之间增加导电滑环，将温度传感器信号传输给温度测量电路。由于导电滑环造价较高，易磨损，且在其寿命末期性能会下降，从而影响温度测量精度。
【发明内容】
[0004]为了解决现有采用在电机输出轴和固定机构之间增加导电滑环实现温度测量的方式存在的导电滑环造价高、易磨损、其寿命末期性能下降而影响测量精度的问题，本发明提供一种旋转设备的无线温度测量系统及测量方法，避免了导电滑环对温度测量带来的不利影响。
[0005]本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]本发明的旋转设备的无线温度测量系统，包括温度测量电路、与温度测量电路电连接的温度传感器；所述温度测量电路和温度传感器均固定在旋转设备中的活动机构上，所述温度测量电路接收温度传感器实时采集的活动机构的温度信息并将其转换为温度数字信号；该系统还包括:
[0007]固定在固定机构上的直流电源和无线电源发送电路，所述无线电源发送电路与直流电源电连接，将直流电源供给的电能转换为电磁能；
[0008]与无线电源发送电路之间采用无线传输方式进行数据传输的无线电源接收电路，接收电磁能并将其转换为电能，为温度测量电路供电；
[0009]与温度测量电路电连接的第一无线信号收发电路，接收温度数字信号并将其转换为无线信号；
[0010]与第一无线信号收发电路之间采用无线传输方式进行数据传输的第二无线信号收发电路，接收温度采集指令、接收无线信号并将其转换为数字信号；
[0011]与第二无线信号收发电路电连接的测试计算机，发送温度采集指令、实时对数字?目号进行显不和存储；
[0012]所述无线电源接收电路和第一无线信号收发电路均固定在活动机构上。
[0013]进一步的，所述温度测量电路包括与温度传感器电连接的信号调理电路、与信号调理电路电连接的AD转换器、与AD转换器和第一无线信号收发电路电连接的FPGA芯片；所述温度传感器实时采集的活动机构的温度信息依次经信号调理电路的放大作用、AD转换器的模数转换作用转换为温度数字信号，再通过FPGA芯片完成温度数字信号的缓存，所述FPGA芯片将该温度数字信号按照数据协议编码转发至第一无线信号收发电路。
[0014]进一步的，所述信号调理电路采用ANALOG DEVICES公司的型号为AD595的热电偶放大器。
[0015]进一步的，所述AD转换器采用TI公司的型号为TLV2548的模数转换器。
[0016]进一步的，所述FPGA芯片采用XILINX公司的型号为XC3S400的芯片。
[0017]进一步的，所述直流电源采用史丹迪公司的型号为CY-10-5的开关电源，由220V交流供电，提供5V直流输出电源。
[0018]进一步的，所述无线电源发送电路和无线电源接收电路均采用芯科泰公司的型号为XKT-408的无线供电模块。
[0019]进一步的，所述温度传感器采用K型热电偶。
[0020]进一步的，所述第一无线信号收发电路采用岱默科技的无线蓝牙串口模块中的蓝牙模块，将温度数字信号经由蓝牙协议转换为无线信号；所述第二无线信号收发电路采用岱默科技的无线蓝牙串口模块中的蓝牙适配器，将无线信号经由蓝牙协议转换为数字信号，并经由USB接口传输给测试计算机。
[0021]本发明还提供了一种旋转设备的无线温度测量方法，该方法包括以下步骤:
[0022]步骤一、旋转设备上电，旋转设备中的活动机构开始旋转；
[0023]步骤二、直流电源上电，无线电源发送电路将直流电源供给的电能转换为电磁會K ;
[0024]步骤三、无线电源接收电路以无线传输方式接收无线电源发送电路发送的电磁能并将其转换为电能，为温度测量电路供电；
[0025]步骤四、测试计算机上电，通过测试计算机向第二无线信号收发电路发送温度采集指令；
[0026]步骤五、第一无线信号收发电路以无线传输方式接收第二无线信号收发电路发送的温度采集指令，温度测量电路和温度传感器开始工作；
[0027]步骤六、温度传感器实时采集活动机构的温度信息并将其传输给温度测量电路；
[0028]步骤七、温度测量电路将接收到的温度信息转换为温度数字信号；
[0029]步骤八、第一无线信号收发电路接收温度测量电路发送的温度数字信号并将其转换为无线信号；
[0030]步骤九、第二无线信号收发电路以无线传输方式接收第一无线信号收发电路发送的无线信号并将其转换为数字信号；
[0031]步骤十、测试计算机接收第二无线信号收发电路发送的数字信号并对该数字信号进行实时显示和存储，供用户使用。
[0032]本发明的有益效果是:为了实现无线测量旋转设备中的活动机构的实时温度信息，本发明通过无线电源发送电路和无线电源接收电路之间的无线传输方式实现固定机构和活动机构之间的电磁能传输；同时，本发明通过第一无线信号收发电路和第二无线信号收发电路之间的无线传输方式实现温度测量信息及温度采集指令等信号的无线传输。本发明避免了使用导电滑环带来的造价高、易磨损、寿命末期性能下降等问题，从而提高系统的可靠性，保证了测量精度。
【附图说明】
[0033]图1为本发明的旋转设备的无线温度测量系统的结构示意图。
[0034]图2为温度测量电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0036]如图1所示，本发明的旋转设备的无线温度测量系统，包括无线温度采集处理模块和无线温度监控模块。
[0037]无线温度采集处理模块包括直流电源、无线电源发送电路、无线电源接收电路、温度测量电路、温度传感器和第一无线信号收发电路，无线温度采集处理模块中的直流电源、无线电源发送电路安装于旋转设备中的固定机构上，无线温度采集处理模块中的无线电源接收电路、温度测量电路、温度传感器和第一无线信号收发电路固定在旋转设备中的活动机构上。无线温度监控模块包括第二无线信号收发电路和测试计算机。
[0038]直流电源通过线缆与无线电源发送电路相连，为无线电源发送电路供电，无线电源发送电路与无线电源接收电路之间采用无线传输方式进行数据传输，无线电源接收电路通过线缆与温度测量电路相连，温度测量电路通过线缆分别与温度传感器和第一无线信号收发电路相连，第一无线信号收发电路与第二无线信号收发电路之间采用无线传输方式进行数据传输，第二无线信号收发电路通过线缆与测试计算机相连。
[0039]如图2所示，温度测量电路包括信号调理电路、AD转换器和FPGA芯片，信号调理电路通过线缆分别与温度传感器和AD转换器相连，AD转换器通过线缆与FPGA芯片相连，FPGA芯片通过线缆与第一无线信号收发电路相连。
[0040]本发明中的无线温度采集处理模块采集旋转设备中的活动机构的温度信息，并将该温度信息以无线传输方式传输给无线温度监控模块，供用户使用。具体的说:直流电源为无线电源发送电路供电，无线电源发送电路将直流电源供给的电能转换为电磁能并将该电磁能通过无线传输方式传输给无线电源接收电路，无线电源接收电路接收无线电源发送电路传输的电磁能并将其转换为电能，为温度测量电路供电。通过测试计算机向第二无线信号收发电路发送温度采集指令，无线温度监控模块通过其内部的第二无线信号收发电路将此温度采集指令以无线传输方式传输给第一无线信号收发电路，第一无线信号收发电路接收温度采集指令，温度测量电路和温度传感器开始工作。温度传感器实时采集旋转设备中的活动机构的温度信息，然后通过线缆将该温度信息传输给温度测量电路，通过温度测量电路内部的信号调理电路的放大作用、AD转换器的模数转换作用将温度信息转换为温度数字信号，再通过FPGA芯片完成温度数字信号的缓存，FPGA芯片将该温度数字信号按照数据协议编码转发至第一无线信号收发电路，第一无线信号收发电路将该温度数字信号转换为无线信号并将该无线信号以无线传输方式传输给第二无线信号收发电路，第二无线信号收发电路将该